A tudomány közelgő innovációi közül a 3D nyomtatás egy nagyon ígéretes technológia a különböző iparágak számára. Elméletileg a 3D nyomtatás gyakorlatilag bárki számára lehetővé teszi, hogy mennyiségtől függetlenül azonnal tárgyakat állítson elő. Ha egyszer teljesen beépül a társadalomba, ez a technológia újradefiniálhatja az élelmiszert, a ruházatot, sőt még az orvostudományt is, ahogyan mi ismerjük. Tekintse meg közelebbről a 3D nyomtatás folyamatát az alábbi tényeken keresztül.

Gyorstények
  1. A gyártók arra számítanak, hogy a 2020-as év folyamán 6,7 millió 3D nyomtatót szállítanak ki.
  2. A Boeing 3 millió dollárt takarított meg a titán alkatrészek 3D nyomtatásának bevezetésével.
  3. A General Electric arra számít, hogy a következő 10 évben 3-5 milliárd dollárt takarít meg a 3D nyomtatásra való áttéréssel a gyártásban.
  4. A 3D nyomtatás piaci értékére vonatkozó előrejelzések szerint 2022-re csak az orvosi iparban 9,4 milliárd dollár lesz.
  5. A fém 3D nyomtatás piaca 2026-ra várhatóan 6,6 milliárd dollárra nő.
Főbb tények
  1. David Jones 1974-ben publikálta először a 3D nyomtatás koncepcióját.
  2. Hideo Kodama 1981-ben 2 módszert dolgozott ki 3D műanyag modellek előállítására.
  3. Bill Masters 1984-ben szabadalmaztatta az első 3D nyomtatót.
  4. Chuck Hull szintén 1984-ben fejlesztette ki a sztereolitográfiát.
  5. Stratasys 1992-ben hozta forgalomba az első FDM 3D nyomtatókat.
  6. A Fraunhofer Társaság 1995-ben fejlesztette ki a szelektív lézerolvasztást.
  7. A FDM szabadalmak 2009-ben lejártak.
  8. A gyártók a 2010-es években kezdtek fém végfelhasználású alkatrészeket gyártani 3D nyomtatással.
  9. A Filabot 2012-ben fejlesztett ki egy új rendszert, amellyel a műanyag termékek szélesebb választékát lehet előállítani.
  10. Benjamin S. Cook és Manos M. Tentzeris 2014-ben kifejlesztett egy módszert, amellyel komplex elektronikát lehet 3D nyomtatással előállítani.
Érdekes tények
  1. A 3D nyomtatást additív gyártásnak is nevezik.
  2. A 3D nyomtatáshoz a terveket először számítógépes rajzolással (CAD) készítik.
  3. A 3D nyomtatás kezdetben csak műanyagokkal indult, de később a fémek és kerámiák is bekerültek.
  4. Egyes tudósok szerint a 3D nyomtatás a következő ipari forradalmat hirdeti.
  5. Még az amerikai haditengerészet is tanulmányozta a 3D nyomtatás lehetőségét cserealkatrészek gyártására.

A Fused Deposition Modeling (FDM) a 3D nyomtatás ma legelterjedtebb formája.

A Fused Filament Fabrication (FFF) néven is ismert Fused Deposition Modeling a használatban lévő 3D nyomtatók 48%-át teszi ki. Az alakzatokat hőre lágyuló műanyag rétegezésével hozza létre, hasonlóan a ragasztópisztoly működéséhez. Ezek a 3D nyomtatók jellemzően alulról felfelé haladva hozzák létre a tárgyakat.

prusa i3, 3d nyomtatásFotó: John Abella a Wikipédiából

A sztereolitográfia fényt használ a 3D nyomtatáshoz.

A sztereolitográfia során a fény egy kádnyi nyersanyagba vájja a modellt. A felhasznált nyersanyagok érzékenyek a fényre, megkeményednek, ahogy az átsüt rajtuk. A fény megszilárdítja a nyersanyagokat, és rétegről rétegre keményíti meg őket, hogy kialakuljon a tárgy. Ahogy az egyes rétegek elkészülnek, kiemelik őket a kádból, és a modell teljes egészében előkerül, amint elkészült.

A szelektív lézersinterezés (SLS) a 3D nyomtatás újabb módszere.

Amint a neve is mutatja, a szelektív lézersinterezés lézer segítségével hozza létre a modelleket, hogy a porított nyersanyagokat lézerrel olvasztja végleges formába. Az ebben a módszerben gyakran használt nyersanyag a nejlon. A lézer az olvadás határáig hevíti a nejlonport, ami az anyagot plasztikussá és a kívánt formára olvaszthatóvá teszi. A nyomtatási folyamat akkor fejeződik be, amikor a modell teljesen összeolvadt.

A szelektív lézerolvasztás (SLM) az SLS-hez hasonlóan működik.

Az SLM 3D nyomtatáshoz nyersanyagként használható vaspor.Fotó: Anonimski a Wikipédiából

Mivel mindkét 3D nyomtatási módszer lézert használ, az SLM-et gyakran az SLS altípusának nevezik. A szakértők azonban nem fogadják el ezt a besorolást. Az SLM-ben a lézerek valójában körülbelül 20 mm vastagságú rétegekben olvasztják meg a nyersanyagot, mielőtt összehegesztik azokat. A hegesztés során kialakul a végső tárgy mintázata.

Az SLS-től eltérően az SLM műanyag vagy szintetikus szálak helyett fémport használ. Az SLM tulajdonképpen az egyik legelterjedtebb 3D nyomtatási módszer, amely fémet használ.

A legfejlettebb 3D nyomtatók többféle nyersanyagot is használhatnak.

A legtöbb 3D nyomtató ma csak egyféle nyersanyagot használ, például műanyagot, szövetet vagy fémet. Ahhoz azonban, hogy többféle anyagból nyomtassunk valamit, a végső tárgyat egyszerre csak egy-egy alkatrészt kell kinyomtatni. Ezt a fárasztó folyamatot követően az egyes részeket összeolvasztják.

A tudósok azonban most azt vizsgálják, hogyan lehetne olyan nyomtatót készíteni, amely egyszerre többféle nyersanyagot is képes felhasználni. Bár még hosszú út áll előttünk, az orvosi szakma már várja a végleges konstrukciót. Elméletileg a tabletták és más gyógyszerek 3D nyomtatása drasztikusan csökkenteni fogja a gyártási költségeket, és nagyobb mennyiségeket tesz lehetővé.

A 3D nyomtatást először szerszámok és prototípusok készítésére használták.

Eredetileg a 3D nyomtatás fő célja az volt, hogy a gyárak és a mérnökök hatékonyabban tudjanak csereeszközöket és alkatrészeket készíteni. Korán a 3D nyomtatást más módszerekhez képest nagyobb részletességű és pontosabb méretarányú prototípusok készítésére is használták.

A nagy kereslet és a fejlettebb technológia csak a 2010-es években tette lehetővé, hogy a 3D nyomtatókkal összetett eszközöket állítsanak elő.

Kerámia, 3d nyomtatásFotó: Bernat Cuni a Wikipédiából

Tudósok 3D nyomtatott élelmiszereket vizsgálnak.

Ez valami sci-fi filmből hangzik, de igaz. A tudósok ma a 3D nyomtatókat élelmiszerforrásként fontolgatják. Jelenleg a 3D nyomtatott élelmiszerek még korlátozottak, és csak olyan puhább alapanyagokkal működnek, mint a sajt, a csokoládé és a szirup. A tudósok azonban úgy vélik, hogy még ezekkel a korlátozásokkal együtt is ígéretes a munkájuk.

A tudósok úgy látják, hogy a 3D nyomtatás áttörést jelenthet a speciális étrendű emberek és az idősek számára, akik nem tudnak szilárd ételt fogyasztani. A NASA is tanulmányozza az ötletet, hogy az űrhajósaik számára ételt biztosítson.

Globális márkák már gyártanak 3D nyomtatott ruhákat és ruhadarabokat.

A 3D nyomtatás ruházatban betöltött szerepének nagy része a prototípusok, például női fehérneműk vagy luxusruhák gyártását jelenti a divattervezők számára. Az olyan nagy márkák azonban, mint a Nike, 2020-tól már 3D nyomtatókkal készítenek cipőket az amerikaifutball-játékosok számára. A New Balance szintén 3D nyomtatókat használ minden sportág egyedi cipőinek elkészítéséhez.

A 3D nyomtatással kapcsolatban nagy gondot jelent a szellemi tulajdonjogok védelme.

A 3D nyomtatás ugyan a jövőnek tűnik, de a feltalálókat és az innovátorokat is fenyegeti. Érdekelt személyek és felek már kifejezték a 3D nyomtatás hátrányait, amikor a szabadalmak és szerzői jogok megsértéséről van szó.

A bíróságok azonban azóta úgy döntöttek, hogy amíg a 3D nyomtatott anyagokat nem adják el vagy használják fel nyereségvágyból, addig azok a törvény tisztességes felhasználási feltételei alá tartoznak.

A 3D nyomtatott fegyverek a 3D nyomtatás másik lehetséges hátránya.

A 3D nyomtatás kényelme lehetővé teszi bármilyen tárgy – köztük fegyverek – azonnali, nagyszabású gyártását. A kormány azóta aggodalmát fejezte ki amiatt, hogy ez hogyan fenyegeti a meglévő fegyverszabályozást. Egyelőre a kérdést még védik a meglévő szabályozások.

A saját fegyverek készítése például illegális, ha valaki nem rendelkezik fegyvertartási engedéllyel. Az is illegális, ha egy személy eladásra készít fegyvereket. A Nemzeti Lőfegyver Szövetség (NRA) tulajdonában lévő fegyvertervek további adókhoz és egy újabb engedélyhez kötöttek, mielőtt reprodukálhatnád őket.

3d nyomtatás, fegyverekFotó: Shanrilivan a Wikipédiából

Leave a comment

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.